Китайские ученые разработали проводящие цинково-серебряные чернила для перерабатываемых печатных плат. Добавка серебряных нановискеров позволила увеличить проводимость в четыре раза и напечатать рабочую плату для аналога умных часов. Часы могут показывать время, измерять пульс и количество пройденных шагов и даже связываться со смартфоном, а при погружении в воду их корпус и плата полностью растворяются за сорок часов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Materials and Interfaces.

Каждый год люди выбрасывают более 50 миллионов тонн электроприборов. С распространением умных часов, сенсоров и прочих миниатюрных гаджетов проблема электронного мусора будет только усугубляться. Перерабатывать такие устройства стандартными способами может быть попросту невыгодно, ведь разделение миниатюрных микросхем на составные части отнимает много времени, а масса извлекаемых металлов получается совсем небольшой.

В 2019 году китайские ученые под руководством Сяня Хуана (Xian Huang) из Тяньцзиньского Университета придумали для проблемы оригинальное решение — сделать части микросхем растворимыми. В этом случае устройство, попав в воду, само распадется на части, и дальнейшая переработка пройдет значительно проще. Хуан и его коллеги разработали проводящий композит на основе цинковых наночастиц и ангидрида, который растворялся в воде за 30 минут.

Ангидрид ученые добавили для того, чтобы управлять процессом печати и растворения: при взаимодействии с водой каждая молекула ангидрида распадается на две молекулы кислоты, которые растворяют оксидную оболочку на цинке и способствуют соединению отдельных наночастиц в проводящую монолитную структуру (материаловеды называют это процесс спеканием, так как изначально его умели проводить только при высоких температурах). А после завершения использования та же самая кислота помогает цинковым контактам растворяться.

Проводимость цинковых контактов в первой работе Хуана и его коллег была недостаточна, поэтому в своем новом исследовании ученые попробовали улучшить ее, добавив к цинковым чернилам серебряные нановискеры (нитевидные наночастицы).